Published September 4, 2020 | Version v1
Publication Open

Phenotypic Characterization and Whole Genome Analysis of a Strong Biofilm-Forming Staphylococcus aureus Strain Associated With Subclinical Bovine Mastitis in Colombia

Creators

  • 1. Universidad de Antioquia
  • 2. Instituto Colombiano de Medicina Tropical
  • 3. CES University

Description

Staphylococcus aureus represent a serious threat to public health due to food safety, antibiotic resistance, and the potential zoonotic transmission of strains between dairy cattle and humans. Biofilm formation by S. aureus results in chronicity of the infections which confers protection against the immune response and antibiotics. Likewise, biofilm allows the exchange of mobile genetic material among different strains through microbial interactions inside the matrix. In Colombia, where this pathogen continues to be one of the main isolated from bovine intramammary infections and milking by hand is highly frequent, there are knowledge gaps on the zoonotic potential of the strains. Therefore, the aim of this work was to characterize genotypically and phenotypically the S. aureus Sa1FB strain with strong biofilm production and to perform genomic and phenotypic comparisons with other relevant S. aureus strains (native and references strains). These results show a highly producer strain of biofilm and low ability of cell invasion compared to the other two native strains. In addition, high genomic similarity between S. aureus Sa1FB and the reference strains was observed, despite of the differences reported at the clinical level. However, Sa1FB exhibited special features in terms of mobile genetic elements, highlighting its ability to accept foreign genetic material. Indeed, this could increase mutation, pathogenesis and adaptability to new hosts, representing a risk for people in contact with the milk obtained from animals infected with these strains. These results present the relevance of surveillance for early detection of emergent clones with zoonotic potential, which allow to reduce the risk of occupational exposure and their spread in the community

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تمثل المكورات العنقودية الذهبية تهديدًا خطيرًا للصحة العامة بسبب سلامة الأغذية ومقاومة المضادات الحيوية والانتقال الحيواني المحتمل للسلالات بين الماشية الحلوب والبشر. يؤدي تكوين الغشاء الحيوي بواسطة S. aureus إلى مزمنة الالتهابات التي تمنح الحماية ضد الاستجابة المناعية والمضادات الحيوية. وبالمثل، يسمح الغشاء الحيوي بتبادل المواد الوراثية المتنقلة بين السلالات المختلفة من خلال التفاعلات الميكروبية داخل المصفوفة. في كولومبيا، حيث لا يزال هذا العامل الممرض أحد العوامل الرئيسية المعزولة عن الالتهابات داخل الثدييات البقرية والحلب اليدوي متكرر للغاية، هناك فجوات معرفية حول الإمكانات الحيوانية للسلالات. لذلك، كان الهدف من هذا العمل هو توصيف النمط الجيني والظاهري لسلالة S. aureus Sa1FB مع إنتاج بيوفيلم قوي وإجراء مقارنات جينية وظاهرية مع سلالات S. aureus الأخرى ذات الصلة (السلالات الأصلية والمراجع). تظهر هذه النتائج سلالة منتجة للغاية من الغشاء الحيوي وقدرة منخفضة على غزو الخلايا مقارنة بالسلالتين الأصليتين الأخريين. بالإضافة إلى ذلك، لوحظ التشابه الجيني العالي بين S. aureus Sa1FB والسلالات المرجعية، على الرغم من الاختلافات المبلغ عنها على المستوى السريري. ومع ذلك، أظهر Sa1FB ميزات خاصة من حيث العناصر الوراثية المتنقلة، مما يسلط الضوء على قدرته على قبول المواد الوراثية الغريبة. في الواقع، يمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة الطفرة والتسبب في الأمراض والقدرة على التكيف مع المضيفين الجدد، مما يمثل خطرًا على الأشخاص الذين يتلامسون مع الحليب الذي تم الحصول عليه من الحيوانات المصابة بهذه السلالات. توضح هذه النتائج أهمية المراقبة للكشف المبكر عن الحيوانات المستنسخة الناشئة ذات الإمكانات الحيوانية، مما يسمح بتقليل مخاطر التعرض المهني وانتشارها في المجتمع

Translated Description (French)

Staphylococcus aureus représente une menace sérieuse pour la santé publique en raison de la sécurité alimentaire, de la résistance aux antibiotiques et de la transmission zoonotique potentielle des souches entre les bovins laitiers et les humains. La formation de biofilms par S. aureus entraîne une chronicité des infections qui confère une protection contre la réponse immunitaire et les antibiotiques. De même, le biofilm permet l'échange de matériel génétique mobile entre différentes souches par le biais d'interactions microbiennes à l'intérieur de la matrice. En Colombie, où cet agent pathogène continue d'être l'un des principaux isolats des infections intramammaires bovines et où la traite à la main est très fréquente, il existe des lacunes dans les connaissances sur le potentiel zoonotique des souches. Par conséquent, le but de ce travail était de caractériser génotypiquement et phénotypiquement la souche Sa1FB de S. aureus avec une forte production de biofilm et d'effectuer des comparaisons génomiques et phénotypiques avec d'autres souches pertinentes de S. aureus (souches natives et de référence). Ces résultats montrent une souche de biofilm hautement productrice et une faible capacité d'invasion cellulaire par rapport aux deux autres souches natives. De plus, une forte similarité génomique entre S. aureus Sa1FB et les souches de référence a été observée, malgré les différences rapportées au niveau clinique. Cependant, Sa1FB présentait des caractéristiques particulières en termes d'éléments génétiques mobiles, soulignant sa capacité à accepter du matériel génétique étranger. En effet, cela pourrait augmenter la mutation, la pathogenèse et l'adaptabilité à de nouveaux hôtes, représentant un risque pour les personnes en contact avec le lait obtenu à partir d'animaux infectés par ces souches. Ces résultats présentent la pertinence de la surveillance pour la détection précoce des clones émergents à potentiel zoonotique, ce qui permet de réduire le risque d'exposition professionnelle et leur propagation dans la communauté

Translated Description (Spanish)

El Staphylococcus aureus representa una grave amenaza para la salud pública debido a la seguridad alimentaria, la resistencia a los antibióticos y la posible transmisión zoonótica de cepas entre el ganado lechero y los humanos. La formación de biopelículas por S. aureus da como resultado la cronicidad de las infecciones, lo que confiere protección contra la respuesta inmune y los antibióticos. Asimismo, el biofilm permite el intercambio de material genético móvil entre diferentes cepas a través de interacciones microbianas dentro de la matriz. En Colombia, donde este patógeno sigue siendo uno de los principales aislados de las infecciones intramamarias bovinas y el ordeño a mano es muy frecuente, existen lagunas de conocimiento sobre el potencial zoonótico de las cepas. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue caracterizar genotípica y fenotípicamente la cepa Sa1FB de S. aureus con fuerte producción de biopelícula y realizar comparaciones genómicas y fenotípicas con otras cepas relevantes de S. aureus (cepas nativas y de referencia). Estos resultados muestran una cepa de biopelícula altamente productora y una baja capacidad de invasión celular en comparación con las otras dos cepas nativas. Además, se observó una alta similitud genómica entre S. aureus Sa1FB y las cepas de referencia, a pesar de las diferencias reportadas a nivel clínico. Sin embargo, Sa1FB exhibió características especiales en términos de elementos genéticos móviles, destacando su capacidad para aceptar material genético extraño. De hecho, esto podría aumentar la mutación, la patogénesis y la adaptabilidad a nuevos huéspedes, lo que representa un riesgo para las personas en contacto con la leche obtenida de animales infectados con estas cepas. Estos resultados presentan la relevancia de la vigilancia para la detección temprana de clones emergentes con potencial zoonótico, que permiten reducir el riesgo de exposición ocupacional y su propagación en la comunidad

Files

pdf.pdf

Files (2.5 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:c42c6417982cef9b9554e9e6e8771c7c
2.5 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
توصيف النمط الظاهري وتحليل الجينوم الكامل لسلالة المكورات العنقودية الذهبية القوية المكونة للفيلم الحيوي المرتبطة بالتهاب الضرع البقري تحت السريري في كولومبيا
Translated title (French)
Caractérisation phénotypique et analyse du génome entier d'une souche forte de Staphylococcus aureus formant un biofilm associée à la mammite bovine subclinique en Colombie
Translated title (Spanish)
Caracterización fenotípica y análisis del genoma completo de una cepa fuerte de Staphylococcus aureus formadora de biopelículas asociada con mastitis bovina subclínica en Colombia

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3083734236
DOI
10.3389/fvets.2020.00530

Is supplement to
https://openalex.org/W4246525962 (Other)
https://openalex.org/W4220932551 (Other)
https://openalex.org/W2948279684 (Other)
https://openalex.org/W2947973176 (Other)
https://openalex.org/W2756188369 (Other)
https://openalex.org/W2366540072 (Other)
https://openalex.org/W2332685989 (Other)
https://openalex.org/W2130763979 (Other)
https://openalex.org/W2087552300 (Other)
https://openalex.org/W1982634294 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Colombia

References

  • https://openalex.org/W1842639876
  • https://openalex.org/W1967805709
  • https://openalex.org/W1972653124
  • https://openalex.org/W1973944724
  • https://openalex.org/W1975738274
  • https://openalex.org/W1978395074
  • https://openalex.org/W1982855075
  • https://openalex.org/W1986791998
  • https://openalex.org/W1991882828
  • https://openalex.org/W2011090862
  • https://openalex.org/W2025957152
  • https://openalex.org/W2027042289
  • https://openalex.org/W2038301918
  • https://openalex.org/W2046739987
  • https://openalex.org/W2063514710
  • https://openalex.org/W2078335862
  • https://openalex.org/W2079691619
  • https://openalex.org/W2090540974
  • https://openalex.org/W2101396942
  • https://openalex.org/W2106538205
  • https://openalex.org/W2110007914
  • https://openalex.org/W2117427153
  • https://openalex.org/W2117856126
  • https://openalex.org/W2120902911
  • https://openalex.org/W2122158062
  • https://openalex.org/W2131727615
  • https://openalex.org/W2131755337
  • https://openalex.org/W2145122817
  • https://openalex.org/W2145240901
  • https://openalex.org/W2149824079
  • https://openalex.org/W2150596105
  • https://openalex.org/W2156315939
  • https://openalex.org/W2156978015
  • https://openalex.org/W2161480783
  • https://openalex.org/W2163817553
  • https://openalex.org/W2166067962
  • https://openalex.org/W2171414599
  • https://openalex.org/W2175094144
  • https://openalex.org/W2191451642
  • https://openalex.org/W2196947297
  • https://openalex.org/W2258801341
  • https://openalex.org/W2313269304
  • https://openalex.org/W2397870780
  • https://openalex.org/W2481109770
  • https://openalex.org/W2507349216
  • https://openalex.org/W2533120673
  • https://openalex.org/W2535460005
  • https://openalex.org/W2559133556
  • https://openalex.org/W2566095075
  • https://openalex.org/W2605135797
  • https://openalex.org/W2617237337
  • https://openalex.org/W2741453780
  • https://openalex.org/W2764296057
  • https://openalex.org/W2766712354
  • https://openalex.org/W2771870565
  • https://openalex.org/W2809152402
  • https://openalex.org/W2888066487
  • https://openalex.org/W2909024602
  • https://openalex.org/W2910520458
  • https://openalex.org/W2935848564
  • https://openalex.org/W2965199191
  • https://openalex.org/W2966924465
  • https://openalex.org/W2974707422
  • https://openalex.org/W2980647118